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能源是國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的基礎(chǔ)，清潔能源的開發(fā)利用是實現(xiàn)持續(xù)發(fā)展的重要方式。如今，氫能正逐步成為全球低碳發(fā)展的重要能源載體之一，世界主要大國都在制訂氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展計劃、投入巨額資金，積極推動先進氫能技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，搶占國際氫能產(chǎn)業(yè)競爭領(lǐng)域的制高點。那么氫能技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀如何呢？
氫氣的制取路線
目前來看氫氣的制取主要有三種主流的技術(shù)路線：以煤炭、石油、天然氣為代表的化石能源重整制氫(灰氫)，以焦?fàn)t煤氣、 氯堿尾氣、丙烷脫氫為代表的工業(yè)副產(chǎn)物提純制氫(藍氫)；以電解水制氫為代表的可再生能源制氫(綠氫)。
不同制氫路線的特點
傳統(tǒng)制氫工業(yè)中以煤、天然氣等化石燃料為原料。制氫過程中會排放出大量的二氧化碳，此外采用這種方法制得的氫氣中含有硫、磷等雜質(zhì)會腐蝕燃料電池的系統(tǒng)組件，因此對于提純技術(shù)有有較高的要求；焦?fàn)t煤氣、氯堿尾氣、丙烷脫氫的等工業(yè)副產(chǎn)氫能夠避免尾氣中的氫氣浪費，實現(xiàn)氫氣的高效利用，但因其分散制氫的特點，長遠看無法作為大規(guī)模集中化的氫能供應(yīng)來源；電解水制氫純度等級高，雜質(zhì)氣體少，易與可再生能源結(jié)合，被認為是未來最有發(fā)展?jié)摿Φ木G色氫能供應(yīng)方式。
目前國內(nèi)電解水制氫主要有堿性電解，質(zhì)子交換膜(PEM)電解和固體氧化物(SOEC)電解三條技術(shù)路線：
(1)堿性電解技術(shù)已實現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用，國內(nèi)關(guān)鍵設(shè)備主要性能指標(biāo)接近國際先進水平，設(shè)備成本較低，單槽電 解制氫產(chǎn)量較大，適用于電網(wǎng)電解制氫。
(2)PEM 電解技術(shù)在技術(shù)成熟度、裝置規(guī)模、使用壽命、經(jīng)濟性等方面與國際先進水平差距較大，在國外已有通 過多模塊集成實現(xiàn)百兆瓦級 PEM 電解水制氫系統(tǒng)應(yīng)用的項目案例。PEM 電解技術(shù)運行靈活性，反應(yīng)效率較高，能 夠以最低功率保持待機模式，因此與波動性和隨機性較大的風(fēng)電和光伏具有良好的匹配性。
(3)SOEC 電解技術(shù)的電耗低于堿性和 PEM 電解技術(shù)，但尚未廣泛商業(yè)化，國內(nèi)僅在實驗室規(guī)模上完成驗證示范。 由于 SOEC 電解水制氫需要高溫環(huán)境，其較為適合產(chǎn)生高溫、高壓蒸汽的光熱發(fā)電等系統(tǒng)。
除了制氫外，氫能的儲運對于氫能行業(yè)的發(fā)展也起著重要作用。在氫氣的儲存方面，低溫液態(tài)儲氫在國內(nèi)主要應(yīng)用于航空領(lǐng)域，民用領(lǐng)域有待進一步推廣。液氨/甲醇儲氫和吸附儲氫在國內(nèi)尚處于實驗室階段，目前民用領(lǐng)域采用較多的是高壓氣態(tài)儲氫方式，這種方式存在儲氫密度低、壓縮能耗高，儲氫罐材料成本較高等問題。
氫的加注
在氫能行業(yè)發(fā)展的過程中，氫的加注是一個重要的環(huán)節(jié)。隨著政策補貼的落實和規(guī)模效用的顯現(xiàn)，我國加氫站的滲透率不斷提升。但目前，我國加氫站仍面臨著建造成本過高的難題。據(jù)統(tǒng)計一座日加氫能力500公斤，加注壓力為35 MPa 的加氫站投資成本達 1200 萬元(不含土地費用)，約相當(dāng)于傳統(tǒng)加油站的3倍。
氫能的應(yīng)用場景十分廣闊，氫能源汽車在北京冬奧會上的示范應(yīng)用對于氫燃料電池汽車而言是一次很好的試驗，有利于產(chǎn)品技術(shù)的改進。隨著雙碳目標(biāo)的不斷推進，氫能將會在未來的能源結(jié)構(gòu)中占據(jù)重要的席位。
浙公網(wǎng)安備 33010602000006號
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